package com.c2b.algorithm.leetcode.base;

import java.util.*;

/**
 * <a href='https://leetcode.cn/problems/throne-inheritance/'>王位继承顺序(Throne Inheritance)</a>
 * <p>一个王国里住着国王、他的孩子们、他的孙子们等等。每一个时间点，这个家庭里有人出生也有人死亡。</p>
 * <p>
 * 这个王国有一个明确规定的王位继承顺序，第一继承人总是国王自己。我们定义递归函数 Successor(x, curOrder) ，给定一个人 x 和当前的继承顺序，该函数返回 x 的下一继承人。
 * <pre>
 *         Successor(x, curOrder):
 *              如果 x 没有孩子或者所有 x 的孩子都在 curOrder 中：
 *                  如果 x 是国王，那么返回 null
 *                  否则，返回 Successor(x 的父亲, curOrder)
 *              否则，返回 x 不在 curOrder 中最年长的孩子
 *     </pre>
 * 比方说，假设王国由国王，他的孩子 Alice 和 Bob （Alice 比 Bob 年长）和 Alice 的孩子 Jack 组成。
 *     <ol>
 *         <li>一开始， curOrder 为 ["king"].</li>
 *         <li>调用 Successor(king, curOrder) ，返回 Alice ，所以我们将 Alice 放入 curOrder 中，得到 ["king", "Alice"] 。</li>
 *         <li>调用 Successor(Alice, curOrder) ，返回 Jack ，所以我们将 Jack 放入 curOrder 中，得到 ["king", "Alice", "Jack"] 。</li>
 *         <li>调用 Successor(Jack, curOrder) ，返回 Bob ，所以我们将 Bob 放入 curOrder 中，得到 ["king", "Alice", "Jack", "Bob"] 。</li>
 *         <li>调用 Successor(Bob, curOrder) ，返回 null 。最终得到继承顺序为 ["king", "Alice", "Jack", "Bob"] 。</li>
 *     </ol>
 *     通过以上的函数，我们总是能得到一个唯一的继承顺序。
 * </p>
 * <p>
 *     请你实现 ThroneInheritance 类：
 *     <ul>
 *         <li>ThroneInheritance(string kingName) 初始化一个 ThroneInheritance 类的对象。国王的名字作为构造函数的参数传入。</li>
 *         <li>void birth(string parentName, string childName) 表示 parentName 新拥有了一个名为 childName 的孩子。</li>
 *         <li>void death(string name) 表示名为 name 的人死亡。一个人的死亡不会影响 Successor 函数，也不会影响当前的继承顺序。你可以只将这个人标记为死亡状态。</li>
 *         <li>string[] getInheritanceOrder() 返回 除去 死亡人员的当前继承顺序列表。</li>
 *     </ul>
 * </p>
 *
 * <p>
 * <b>示例：</b>
 * <pre>
 * 示例1：
 *      输入：
 *          ["ThroneInheritance", "birth", "birth", "birth", "birth", "birth", "birth", "getInheritanceOrder", "death", "getInheritanceOrder"]
 *          [["king"], ["king", "andy"], ["king", "bob"], ["king", "catherine"], ["andy", "matthew"], ["bob", "alex"], ["bob", "asha"], [null], ["bob"], [null]]
 *      输出：
 *          [null, null, null, null, null, null, null, ["king", "andy", "matthew", "bob", "alex", "asha", "catherine"], null, ["king", "andy", "matthew", "alex", "asha", "catherine"]]
 *
 *      解释：
 *          ThroneInheritance t= new ThroneInheritance("king"); // 继承顺序：king
 *          t.birth("king", "andy"); // 继承顺序：king > andy
 *          t.birth("king", "bob"); // 继承顺序：king > andy > bob
 *          t.birth("king", "catherine"); // 继承顺序：king > andy > bob > catherine
 *          t.birth("andy", "matthew"); // 继承顺序：king > andy > matthew > bob > catherine
 *          t.birth("bob", "alex"); // 继承顺序：king > andy > matthew > bob > alex > catherine
 *          t.birth("bob", "asha"); // 继承顺序：king > andy > matthew > bob > alex > asha > catherine
 *          t.getInheritanceOrder(); // 返回 ["king", "andy", "matthew", "bob", "alex", "asha", "catherine"]
 *          t.death("bob"); // 继承顺序：king > andy > matthew > bob（已经去世）> alex > asha > catherine
 *          t.getInheritanceOrder(); // 返回 ["king", "andy", "matthew", "alex", "asha", "catherine"]
 * </pre>
 * </p>
 *
 * <p>
 * <b>提示：</b>
 * <ul>
 *     <li>1 <= kingName.length, parentName.length, childName.length, name.length <= 15</li>
 *     <li>kingName，parentName， childName 和 name 仅包含小写英文字母。</li>
 *     <li>所有的参数 childName 和 kingName 互不相同。</li>
 *     <li>所有 death 函数中的死亡名字 name 要么是国王，要么是已经出生了的人员名字。</li>
 *     <li>每次调用 birth(parentName, childName) 时，测试用例都保证 parentName 对应的人员是活着的。</li>
 *     <li>最多调用 10^5 次birth 和 death 。</li>
 *     <li>最多调用 10 次 getInheritanceOrder 。</li>
 * </ul>
 * </p>
 *
 * @author c2b
 * @since 2023/12/4 13:34
 */
public class LC1600ThroneInheritance_M {
    static class ThroneInheritance {

        private final Map<String, List<String>> childrenMap;
        private final Set<String> deathSet;
        private final String kingName;

        public ThroneInheritance(String kingName) {
            childrenMap = new HashMap<>();
            deathSet = new HashSet<>();
            this.kingName = kingName;
        }

        public void birth(String parentName, String childName) {
            List<String> children = childrenMap.getOrDefault(parentName, new ArrayList<>());
            children.add(childName);
            childrenMap.put(parentName, children);
        }

        public void death(String name) {
            deathSet.add(name);
        }

        public List<String> getInheritanceOrder() {
            List<String> resList = new ArrayList<>();
            preorder(kingName, resList);
            return resList;
        }

        /**
         * 前序遍历
         */
        private void preorder(String currName, List<String> resultList) {
            if (!deathSet.contains(currName)) {
                resultList.add(currName);
            }
            List<String> children = childrenMap.getOrDefault(currName, new ArrayList<>());

            for (String child : children) {
                preorder(child, resultList);
            }
        }
    }

    static class ThroneInheritance2 {
        // 节点名称和节点的映射
        private final Map<String, Node> nodeMap;
        // 虚拟头节点
        private final Node head = new Node("");

        public ThroneInheritance2(String kingName) {
            nodeMap = new HashMap<>();
            Node kingNode = new Node(kingName);
            head.next = kingNode;
            nodeMap.put(kingName, kingNode);
        }

        /**
         * 对于任何一点节点：如果想要插入一棵儿子节点，则应该插入到最子节点的后面。即：不断地找last节点
         */
        public void birth(String parentName, String childName) {
            Node childNode = new Node(childName);
            nodeMap.put(childName, childNode);
            Node parentNode = nodeMap.get(parentName);
            Node tempNode = parentNode;
            // 不断地找last节点
            while (tempNode.last != null) {
                tempNode = tempNode.last;
            }
            // 将当前节点插到后面
            childNode.next = tempNode.next;
            tempNode.next = childNode;
            parentNode.last = childNode;
        }

        public void death(String name) {
            nodeMap.get(name).deadState = true;
        }

        public List<String> getInheritanceOrder() {
            List<String> resList = new ArrayList<>();
            Node currNode = head.next;
            while (currNode != null) {
                if (!currNode.deadState) {
                    resList.add(currNode.nodeName);
                }
                currNode = currNode.next;
            }
            return resList;
        }

        static class Node {
            String nodeName;
            // 将树展开成链表后的下一个节点
            Node next;
            // 记录当前节点的最后一个儿子节点
            Node last;
            // 当前节点的死亡状态，默认为:存活
            boolean deadState = false;

            public Node(String nodeName) {
                this.nodeName = nodeName;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ThroneInheritance2 inheritance = new ThroneInheritance2("king");
        inheritance.birth("king", "andy");
        inheritance.birth("king", "bob");
        inheritance.birth("king", "catherine");
        inheritance.birth("andy", "matthew");
        inheritance.birth("bob", "alex");
        inheritance.birth("bob", "asha");
        Printer.printListString(inheritance.getInheritanceOrder());
        inheritance.death("bob");
        Printer.printListString(inheritance.getInheritanceOrder());
    }
}
